香港城市大学曹之胤教授晋升讲座教授 无电制冷技术全球落地超500项目助力绿色发展

问题:制冷需求攀升与建筑减排压力并存 近年来,全球城市化与极端高温事件增多,建筑制冷负荷持续上升。

制冷系统既是电力峰值的重要来源,也带来间接碳排放,并伴随制冷剂管理等环境治理挑战。

如何在保障舒适度与公共健康的同时降低能耗与排放,成为建筑领域绿色转型的现实课题。

原因:以自然启发的材料创新破解“降温必耗电”的传统路径 香港城市大学表示,曹之胤教授长期聚焦建筑节能与可持续能源技术,其团队从撒哈拉沙漠“银蚁”的表面结构获得启示,围绕太阳光反射与中红外辐射机理开展跨学科攻关,形成可规模化应用的被动辐射制冷方案。

该技术通过提高材料对太阳辐射的反射能力,并将热量以中红外形式向大气窗口辐射,从而在无需外部电力驱动、无需传统制冷剂的条件下实现表面降温,为建筑围护结构提供新的“被动式降温”选项。

影响:从学术突破到工程落地,节能减排效益显现 据介绍,相关无电制冷涂层产品已在全球30多个城市和地区应用,落地项目超过500个,覆盖面积约80万平方米,累计节电约1600万千瓦时、减碳约1500万公斤,并已进入部分商业综合体等标志性建筑的应用场景。

业内人士认为,这类技术的价值不仅在于降低空调能耗,更在于削减用电高峰期的负荷压力,为城市能源系统安全运行提供“削峰”空间。

与此同时,材料耐候性、适配不同气候区与建筑基材的工程验证持续推进,使其更有条件从示范走向规模化推广。

对策:以产学研协同推动标准化、规模化与全生命周期管理 受访专家指出,无电制冷技术要形成更广泛的减碳贡献,需在三方面形成合力:一是加强从材料性能到施工工艺的标准体系建设,推动检测评价、应用指南与质量控制规范化,降低工程端采用成本;二是围绕城市更新、公共建筑节能改造等场景开展系统集成,将被动制冷与隔热、通风、遮阳等技术协同优化,形成可复制的综合节能方案;三是强化全生命周期评估,统筹材料生产、施工维护与回收处置环节,确保“节能”同时实现“低碳”,并与区域电力结构、建筑能耗统计口径有效衔接。

前景:从单点降温迈向城市级“被动降温网络” 随着各地推进绿色建筑与近零能耗建筑发展,被动式降温技术的应用空间有望进一步打开。

业内分析认为,在高温频发地区,屋面与外立面等高暴露区域若实现规模化覆盖,可在不新增电力需求的前提下形成可观的降温收益,并为新建建筑与既有建筑改造提供更多技术组合。

未来,若与数字化运维、气象数据评估及城市热岛治理协同推进,无电制冷有望从“单体建筑节能”延伸至“街区与城市尺度降温”,成为适应气候变化背景下的基础性技术储备之一。

从沙漠昆虫到改变人类能源利用方式的革命性技术,曹之胤团队的科研历程印证了基础研究与应用创新的深度融合价值。

在碳中和目标倒逼技术革新的时代背景下,这类源自自然、服务社会的科学探索,不仅为全球气候治理提供了中国方案,更揭示了跨学科协作在突破"卡脖子"技术中的关键作用。

未来,随着材料成本下降与标准体系完善,无电制冷技术或将成为绿色建筑领域的标配,重塑人类与温度的相处方式。